Effect of detergents on the physicochemical properties of skin stratum corneum: a two‐photon excitation fluorescence microscopy study

Synopsis Objective Understanding the structural and dynamical features of skin is critical for advancing innovation in personal care and drug discovery. Synthetic detergent mixtures used in commercially available body wash products are thought to be less aggressive towards the skin barrier when compared to conventional detergents. The aim of this work is to comparatively characterize the effect of a mild synthetic cleanser mixture (SCM) and sodium dodecyl sulphate (SDS) on the hydration state of the intercellular lipid matrix and on proton activity of excised skin stratum corneum (SC). Method Experiments were performed using two-photon excitation fluorescence microscopy. Fluorescent images of fluorescence reporters sensitive to proton activity and hydration of SC were obtained in excised skin and examined in the presence and absence of SCM and SDS detergents. Results Hydration of the intercellular lipid matrix to a depth of 10 μm into the SC was increased upon treatment with SCM, whereas SDS shows this effect only at the very surface of SC. The proton activity of SC remained unaffected by treatment with either detergent. Conclusion While our study indicates that the SC is very resistant to external stimuli, it also shows that, in contrast to the response to SDS, SCM to some extent modulates the in-depth hydration properties of the intercellular lipid matrix within excised skin SC. Resume Objectif Comprendre les caracteristiques structurales et dynamiques de la peau est essentielle pour faire avancer l'innovation dans les soins personnels et la decouverte de medicaments. Les melanges de detergents synthetiques utilises dans des produits de lavage du corps disponibles dans le commerce sont consideres comme moins agressifs vers la barriere de la peau par rapport aux detergents classiques. Le but de ce travail est de caracteriser comparativement l'effet d'un melange doux nettoyant synthetique (SCM) et du dodecylsulfate de sodium (SDS) sur l'etat d'hydratation de la matrice lipidique intercellulaire et sur l'activite du proton du stratum corneum (SC) d'une peau excisee. Methode Des experiences ont ete realisees a l'aide de la microscopie de fluorescence d'excitation a deux photons. Des images fluorescentes de marqueurs fluorescents sensibles a l'activite du proton et de l'hydratation de la SC ont ete obtenues dans la peau excisee et examines en presence et en absence des detergents SCM et SDS. Resultats L'hydratation de la matrice lipidique intercellulaire a une profondeur de 10 microns dans la SC a ete augmentee lors du traitement avec SCM, alors que SDS montre cet effet seulement a la surface meme du SC. L'activite de proton du SC n'a pas ete affectee par le traitement avec l'un ou l'autre detergent. Conclusion Bien que notre etude indique que le SC soit tres resistant aux stimuli externes, il montre aussi que, contrairement a la reponse a SDS, SCM dans une certaine mesure module les proprietes d'hydratation en profondeur de la matrice lipidique intercellulaire au sein de SC de peau excisee.